Холодная штамповка

6.2. Расчет конструкции штампа

6.2.1. Расчет исполнительных размеров рабочих деталей штампов

При вырубке наружного контура детали  размером D-∆, где D-номинальный размер детали, ∆-отклонение данного размера, исполнительные размеры определяются по формулам:

   для матрицы – Dм=(D-∆)+δм ;

    для пуансона – Dп=(D-∆-z)-δп.

Здесь: Dм и Dп – сопрягаемые размеры соответственно матрицы и пуансона;

              δм и δп – отклонения размеров (табл. 6[1]);

              z – номинальный (наименьший) зазор (табл. 6[1]).

При толщине материала 0.8 мм отклонения размеров матрицы будут следующими:

           δм= 0,04 мм

                 δп=  0,02 мм

                 z= 0,14 мм

           ∆=0

Определим исполнительные размеры для матрицы:

     для длины  Dм= 15+0,04;

     для ширины Dм=11,2+0,04.

  Определим исполнительные размеры для пуансона:

      для длины Dп= (15-0,14)-0,02=14,86-0,02;

      для ширины Dп=(11,2-0,14)-0,02=11,06-0,02.

  При пробивки отверстий размером d+∆, где d-номинальный размер отверстия, исполнительные размеры вычисляются по формулам:

    для матрицы – dм=(d+∆+z)+δм;

    для пуансона – dп=(d+∆)-δп.

  Здесь dм и dп – сопрягаемые размеры соответственно матрицы и пуансона.

Остальные обозначения – прежние (табл. 6[1]).

Определим исполнительные размеры для матрицы:

   dм=(5,1+0,14)+0,04=5,24+0,04;

Определим исполнительные размеры для пуансона:

         dп=5,1-0,02.

Определим высоту матрицы Нм:

         Нм=0,4∙bp, где bp – ширина матричного отверстия (прилож. 2, 3 и табл. 7[1]).

         Нм=0,4∙40=16 мм.

6.2.2. Определение центра давления штампа

  Ось хвостовика необходимо располагать в центре давления штампа для предотвращения перекосов, несимметричности зазора, износа направляющих элементов штампа и быстрого выхода из строя рабочих деталей.

Расчет основан на равенстве моментов равнодействующей нескольких сил сумме моментов этих сил относительно одной и той же оси.

Направление осей выбираем по сторонам подаваемой полосы. Точку “О” привязываем к левому нижнему углу матрицы. Значения Xi и Yi – центры тяжестей элементарных фигур, а величины Pi- величины расчетных усилий операции вырубки, пробивки.

X1=1,6+7,5=9,1 мм; X2=1,6*2+11,2+7,5=21,9 мм; Y1=Y2=9,1 мм

Yц.д. = 0, т.к. совпадает с осью симметрии штампа.

Xц.д.=

Таким образом, вычисленный центр давления штампа (15,8мм; 0мм) необходимо расположить на оси хвостовика для предотвращения перекосов, несимметричности зазора, износа направляющих элементов штампа и быстрого выхода из строя рабочих деталей.

6.2.3. Выбор материалов для изготовления деталей штампа

Материалы, применяемые для изготовления деталей вырубных и пробивных штампов:

6.3. Выбор стандартного блока штампа

Для штампов вырубки-пробивки при повышенных требованиях к точности и стойкости штампов, качеству поверхности среза, при штамповке деталей из неметаллических материалов, а также из металлов и сплавов при толщине заготовок до 1,5 мм рекомендуется применять блоки с диагональным расположением гладких направляющих колонок и втулок.

Выбор стандартного блока штампа осуществляется по номерам. Для определения номера вычислим размеры рабочей зоны ар и bр матрицы (приложение 3 [1], рис.П2) и по ним согласно таблице приложения 2[1] определим размеры Аr и Вr матрицы штампа. Зная эти размеры, по таблицам

приложений 4...6 найдем номер и размеры блока, и размеры гладких направляющих штампа.

  - размер рабочей зоны из таблицы Приложения 2(арxbр) – 30x20;

    - размер матрицы штампа (АrxВr) –   63x50;

Основные размеры блоков и направляющих (в миллиметрах)

Высота пакетов, устанавливаемых в блоки, и соответствующая длина направляющих колонок и втулок.

При dнп = 16 мм , lвт/ lр= 18/20.

После определения номера блока производим выбор и конструирование рабочих деталей и узлов штампа: матрицы, пуансонов, съемника, пуансонодержателей, временных и грибковых упоров, направляющих, планок, прижимов, хвостовика и т.д.

6.4. Техническое нормирование штамповочных операций  

Определим штучное время Тшт, необходимое для выполнения разрабатываемой штамповочной операции; штучнокалькуляционное время Тк, используемое для определения себестоимости детали, а также количество штампов и прессов, необходимых для выполнения программы выпуска деталей.

Полная норма штучного времени определяется по формуле:

                                            Тшт=Топ+Тд,

где Топ – оперативное время, непосредственно затрачиваемое рабочим на выполнение операции; Тд – дополнительное время, требуемое на обслужива-

ние штампа и отдых.

Топ складывается из основного времени t0, определяемого процессом получения детали (двойной ход ползуна), и вспомогательного tB, затрачивае-

мого на выполнение ручных различных приемов, необходимых для выполне-

ния основной работы. К вспомогательному времени также относится время на установку полосы (заготовки) в штамп, продвижение, снятие детали, удаление отходов, включение и выключение пресса и т.п.

Топ определяется следующим образом:

                                             Топ=(t0+tB)/z,

где z – количество деталей, получаемых за один двойной ход ползуна пресса (в данном случае z=1, так как за 2 хода пресса получается 2 детали)

      t0=1/n для автоматической работы штампа (n – частота хода ползуна)

или t0=kм/n для пресса с ручным управлением. kм-коэффициент увеличения основного времени на время работы механизма включения пресса. Выберем kм=1,3 для кривошипных прессов с усилием до 100 кН. n=150 мин-1

t0=1,3/150=0,0086 мин.

      tB определяется путем непосредственного хронометража работы передовых рабочих. При ручной подаче его можно определить, исходя из следующих соображений:

                                             tB=tB1/nд+tB2+tB3,

где tB1 – время на приемы (примем tB1 =0,3 мин);

    tB2 – время на продвижение полосы на один шаг (возьмем tB2 =0,025 мин);

    tB3=0, так как осуществляется вырубка на провал;

    nд – количество деталей, получаемых из полосы (nд=54)

Значит с учетом вышеизложенного: